Et hvelv er en buet takkonstruksjon, vanligvis laget av stein eller betong. Det er den tredimensjonale versjonen av en bue. Der en bue spenner over en åpning, spenner et hvelv over et rom. Prinsippene er de samme: kompresjon, skyvekraft og nøye arrangement av materialer.

Det enkleste hvelvet er et tønnehvelv, en kontinuerlig halvsirkelformet bue. Det er sterkt, men tungt, og det skyver utover på veggene som støtter det. Et lyskehvelv dannes ved å krysse to tønnehvelv. Det retter støtet mot hjørnene, slik at det blir åpninger i sideveggene. Et ribbehvelv bruker steinribber til å bære vekten av taket, med tynnere paneler mellom dem. Dette var en viktig innovasjon innen gotisk arkitektur.

Hvelv er dramatiske. De skaper svevende indre rom med en følelse av lukkethet og varighet. De krever også faglært arbeidskraft og nøye konstruksjon. Et hvelv som ikke er skikkelig støttet opp, vil kollapse. Det er derfor historiske hvelvbygninger ofte har tykke vegger, flyvende støttepilarer, eller begge deler.

Moderne hvelv bruker armert betong og stål, som kan strekke seg lenger med mindre materiale. Men de gamle steinhvelvene er fortsatt blant de mest imponerende strukturene som noen gang er bygget.